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Curso: Biologia - Ensino Médio > Unidade 1
Lição 1: Biologia e método científico- Visão geral da Biologia
- Preparando-se para estudar Biologia
- O que é vida?
- O método científico
- O método científico
- Introdução à modelagem experimental
- Dados para justificar exemplos de descobertas experimentais
- Experimentos controlados
- Biologia e método científico: revisão
- Método científico e análise de dados
- O método científico e o design de experimentos
- Design de experimentos e viés
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Biologia e método científico: revisão
Termos-chave
| Termo | Significado |
|---|---|
| Biologia | Estudo das coisas vivas |
| Observação | Percepção e descrição de eventos de forma ordenada |
| Hipótese | Uma explicação científica que pode ser testada por meio de experimentos ou observações |
| Experimento controlado | Um experimento no qual somente uma variável é alterada |
| Variável independente | A variável que é deliberadamente alterada em um experimento |
| Variável dependente | A variável que é observada e varia em resposta à variável independente |
| Grupo de controle | Grupo de base que não tem alterações na variável independente |
| Teoria científica | Uma explicação bem testada e amplamente aceita para um fenômeno |
| Viés de pesquisa | Processo durante o qual o pesquisador influencia os resultados de forma proposital ou não |
| Placebo | Uma substância que não tem efeito terapêutico, frequentemente usada como controle nos experimentos |
| Estudo duplo-cego | Estudo no qual nem os participantes nem os pesquisadores sabem quem está recebendo um determinado tratamento |
A natureza da biologia
A biologia é o ramo da ciência que se preocupa com o estudo das coisas vivas, isto é, dos organismos. Os biólogos identificaram características comuns a todos os organismos vivos conhecidos. Embora as coisas não vivas possam apresentar algumas dessas propriedades, para que uma coisa seja considerada viva, ela deve apresentar todas elas.
Propriedades da vida
- Organização: as coisas vivas são altamente organizadas (o que significa que elas contêm partes especializadas e coordenadas) e são formadas por uma ou mais células.
- Metabolismo: as coisas vivas devem usar energia e consumir nutrientes para realizar reações químicas que sustentam a vida. A soma total das reações bioquímicas que ocorrem em um organismo é chamada de metabolismo.
- Homeostase: os organismos vivos regulam seu ambiente interno para manter o conjunto relativamente estreito de condições necessárias para o funcionamento das células.
- Crescimento: os organismos vivos sofrem crescimento regulado. As células individuais se tornam maiores e os organismos pluricelulares acumulam diversas células por meio da divisão celular.
- Reprodução: os organismos vivos podem se reproduzir para criar novos organismos.
- Resposta: os organismos vivos respondem a estímulos ou mudanças em seu ambiente.
- Evolução: as populações de organismos vivos podem ser submetidas à evolução, o que significa que a composição genética de uma população pode mudar ao longo do tempo.
Metodologia científica
O método científico envolve fazer observações e perguntas.
Os cientistas formam hipóteses com base nessas observações e então desenvolvem experimentos controlados para coletar e analisar dados. Usando esses dados, eles podem tirar conclusões e formular perguntas para novas pesquisas científicas.
Exemplo de método científico: falha na torradeira
Os dados de diversos experimentos são usados para criar uma compreensão melhor de como o mundo funciona e desenvolver teorias científicas.
Design de experimentos
A realização de experimentos é o coração da ciência. Os cientistas fazem perguntas, recolhem provas, compartilham ideias e analisam dados.
Ao projetar um experimento, a pergunta específica (ou perguntas específicas) a que o experimento deve responder deve ser, primeiramente, claramente identificada. A variável independente e a variável dependente também devem ser identificadas, pois o objetivo de um experimento é entender como uma variável afeta a outra.
Um simples experimento deve ter somente uma variável independente. Todos os demais fatores que poderiam ter algum efeito no resultado do experimento devem ser controlados ou mantidos constantes. Além disso, um grupo no experimento deve ser um grupo de controle, um grupo designado para ser usado como ponto de referência comparativo. Esse grupo não terá uma variável independente manipulada.
Redução de erros e viés
É importante projetar um experimento que leve ao resultado mais preciso possível.
Os cientistas procuram, em geral, ser objetivos, mas eles são pessoas e têm suas próprias preferências e características pessoais. Por causa disso, os dados científicos podem ser interpretados de diferentes formas por diferentes cientistas.
Algumas formas de evitar isso incluem:
- Ter uma amostragem grande no experimento: isso ajuda a explicar pequenas diferenças entre os sujeitos de teste que podem levar a resultados inesperados.
- Repetir os experimentos diversas vezes: os erros podem ser resultado de pequenas diferenças nos sujeitos de teste, ou de erros na metodologia ou na coleta de dados. Repetir o experimento ajuda a reduzir esses efeitos.
- Incluir todos os pontos de dados: às vezes, é tentador descartar os pontos de dados que são inconsistentes com a hipótese proposta. Entretanto, isso torna o estudo impreciso! Todos os pontos de dados precisam ser incluídos, independentemente de sustentarem a hipótese ou não.
- Usar placebos, quando apropriado: os placebos impedem os sujeitos de teste de saberem se eles receberam uma substância terapêutica real. Isso ajuda os pesquisadores a determinar se uma substância tem efeitos reais.
- Implementar estudos duplos-cegos, quando apropriado: os estudos duplos-cegos impedem os pesquisadores de conhecer o status de um determinado participante. Isso ajuda a eliminar o viés do observador.
Comunicação das descobertas
Para que uma pesquisa seja aceita, ela deve ser compartilhada com a comunidade científica. Os cientistas frequentemente colaboram em grupos e se comunicam com pesquisadores de outros grupos. Essa comunicação deve seguir diretrizes específicas para garantir que a comunicação seja apropriada.
Publicar descobertas de pesquisa em revistas científicas que aplicam a revisão por pares permite aos cientistas compartilhar ideias e fornece aos outros cientistas a oportunidade de avaliar e testar a análise de dados fornecida.
Coisas para lembrar
- Uma hipótese não é necessariamente a explicação correta. Em vez disso, ela é uma possível explicação que pode ser testada para ver se ela provavelmente é correta, ou se uma nova hipótese precisa ser formulada.
- Nem todas as explicações podem ser consideradas uma hipótese. Uma hipótese deve ser testável e falseável, para ser validada. Por exemplo, "O universo é belo" não é uma boa hipótese, porque não há nenhuma experiência que possa testar essa afirmação e demonstrar que ela é falsa.
- Na maioria dos casos, o método científico é um processo iterativo. Em outras palavras, ele é mais parecido com um ciclo do que com uma linha reta. O resultado de um experimento frequentemente se torna o feedback que levanta questionamentos para mais experimentos.
- Os cientistas usam a palavra "teoria" de uma forma muito diferente das pessoas que não são cientistas. Quando as pessoas dizem "Eu tenho uma teoria", elas realmente querem dizer "Eu tenho um palpite". As teorias científicas, por outro lado, são explicações científicas bem testadas e altamente confiáveis para fenômenos naturais. Elas unificam diversas observações repetidas e dados coletados de diversos experimentos.
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